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1、实验三家兔呼吸运动的调节摘要 目的为观察血液中化学因素（PCO2、PO2、H + ）改变对家兔呼吸运动（呼吸频率、 节律、幅度）的影响；观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用；掌握气管插管术和神经 血管分离术。方法通过在气管插管的情况下通过增大无效腔气量、增加吸入PCO2注射乳 酸、剪断迷走神经、电刺激迷走神经远心端以及迷走神经近心端等方法，用微机生物信号处 理系统观察家兔呼吸运动的变化。结果实验显示增大无效腔气量、提高PCO2注射乳酸 均可使家兔呼吸加深加快，而剪断一侧及两侧迷走神经、电刺激迷走神经中枢端则使其呼吸 变浅，频率变慢。结论提高吸入气体PCO2,降低PO2可导致呼吸加深加快；迷走
2、神经是 呼吸运动调节反射中的传入神经，剪断一侧迷走神经呼吸频率加快，切断两侧迷走神经后， 吸气变深，频率变慢；刺激迷走神经外周端，无明显反应，刺激中枢端后呼吸频率加快，呼 吸变浅。关键词 呼吸运动 迷走神经CO2分压 H +浓度 无效腔1.材料和方法：1.1. 材料1.1.1. 对象：家兔；1.1.2. 试剂：20g/L乳酸溶液，氨基甲酸乙酯；1.1.3. 仪器：RM6240生物信号采集系统，手术器械一套，兔手术台，T型气管插管，注 射器，50cm长橡皮管一条，CO2气袋，丝线，铁架台，婴儿秤，呼吸换能器，电 刺激连线。1.2. 方法1.2.1. 手术准备1.2.1.1. 麻醉固定家兔称重后，
3、按1g/kg体重剂量耳缘静脉注射200g/L氨基甲酸乙酯。待 兔麻醉后，将其仰卧，先后固定四肢及兔头。1.2.1.2. 手术 剪去颈前被毛，颈前正中切开皮肤67cm，直至下颌角上1.5cm，用止血钳 钝性分离组织及颈部肌肉，暴露气管及与气管平行的左、右血管神经鞘，细心分离 两侧鞘膜内迷走神经，在迷走神经下穿线备用。分离气管，在气管下穿一根粗棉线 备用。1.2.1.3. 气管插管在在暴露的气管上1/3处，做倒T形剪口，将气管切开之后尽量将气管 里的血液和分泌物擦净，气管插管由剪口处向肺端插入，插时应动作轻巧，避免损 伤气管粘膜引起出血，用一粗棉线将插管口结扎固定，同时再将剩余线头将通气口 固定，
4、防止T型气管插管移动。1.2.2.实验系统连接及参数设置1.2.2.1. 用胶管连接流量头与气管插管，流量头连接呼吸流量换能器。呼吸换能器输出线连 接微机生物信号处理系统。打开RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“呼吸运动 调节”，仪器参数：滤波频率30Hz，灵敏度1ml/s，扫描频率1s/div。定时刺激方 式，刺激强度2V，时间设置为10秒，频率为30Hz。1.3. 实验观察1.3.1. 记录正常呼吸曲线启动生物信号采集处理系统记录按钮，记录一段正常呼吸运动曲 线作为对照。辨认曲线上吸气、呼气的波形方向（呼气曲线向上、吸气曲线向下）。1.3.2. 在气管插管一个侧管上接一根长50cm胶
5、管（流量法：接通气口），观察和记录呼吸 运动的变化。1.3.3. 增加吸入气中CO2分压待呼吸曲线恢复正常，将CO2导管口使气体冲入气管插管， 是家兔吸入较高浓度CO2的空气。待家兔呼吸运动增强后，立即移去CO2气体导管。 待呼吸正常后再做下一步实验。1.3.4. 增加血液中H4耳缘静脉缓慢注入3%乳酸溶液2ml,观察呼吸运动的变化。1.3.5. 迷走神经对呼吸运动的调节作用分别观察切断一侧迷走神经和切断两侧迷走神经 以后呼吸运动的变化。以2V强度，30Hz，定时10秒的电脉冲间断刺激迷走神经中 枢端，再刺激迷走神经外周端，观察呼吸运动较之切断前有何改变。1.4. 从实验结果图像产生呼吸频率、
6、平均呼吸深度、通气量等数据，对图像做适当剪切打 印。增大无效腔后的呼吸频率与深度的变化吸入CO2的呼吸频率与深度的变化快速注射乳酸时的呼吸频率与深度的变化Z. 000/3.00.25ml/s -Oml/siRiininmiffliiffii切断两侧迷走神经以后呼吸运动的变化2.1. 从上面几幅图中可以看出：2.1.1. 增大无效腔后呼吸加深，频率加快；2.1.2. 吸入高浓度CO2的空气候呼吸明显加深，频率明显加快；2.1.3. 通过家兔耳缘静脉注射乳酸后，呼吸亦加深，频率加快；2.1.4. 间断一侧迷走后，呼吸频率加快；间断两侧迷走神经后，家兔吸气变深，频率变慢;2.1.5. 刺激迷走神经中
7、枢端后，呼吸变浅，频率加快；电刺激一侧迷走神经外周端后，家 兔呼吸无明显改变。3. 讨论3.1. 无效腔是指未进行气体交换的一部分肺泡容量，包括解剖无效腔和肺泡无效腔。且肺 泡通气量=（潮气量-无效腔气量）x呼吸频率1，所以当给家兔气管插管的侧管连接 50cm长的胶管时，增大了解剖无效腔，使肺泡通气量减少，因此家兔通过调节增大 潮气量即呼吸加深，增加呼吸频率是肺泡通气量保持不变，维持正常呼吸。3.2. CO2是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素，一定水平的PCO2水平对维持呼吸和 呼吸中枢的兴奋性是必要的CO2刺激呼吸是通过两条途径实现的：通过刺激中枢化 学感受器再兴奋呼吸中枢；刺激外周化学感
8、受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延 髓呼吸有关核团，反射性地使呼吸加深、加快，增加通气量。肺通气量增加可以增加 CO2的排出，肺泡气和动脉血P CO2可重新接近正常水平。因此，吸入高浓度CO2的 空气候呼吸明显加深，频率明显加快，增加CO2的排出。3.3. 动脉血H + 增加，呼吸加深加快，肺通气量增加；H + 降低，呼吸受到抑制。H +对呼 吸的调节也是通过外周化学感受器和中枢化学感受器实现的。中枢化学感受器对H , 的敏感性较外周的高，约为外周的25倍。但是，H ,通过血液屏障的速度慢，限制了 它对中枢化学感受器的作用。所以以外周化学感受器的途径为主。因此，通过家兔耳 缘静脉注射乳酸后，动
9、脉血H , 增加，呼吸加深加快。3.4. 切断一侧迷走神经后，由于这一侧迷走神经的神经冲动传递受阻，使得呼吸运动的调 节受阻；随后由于迷走神经为混合神经，另一侧迷走神经将起到呼吸调节作用，此时 发挥负反馈调节作用，加速吸气和呼气活动的交替，即呼吸频率加快。3.5. 肺牵张反射的肺扩张反射的作用在于阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转入呼气。肺 扩张反射的感受器位于从气管到细支气管的平滑肌中，当吸气时肺扩张牵拉呼吸道， 感受器兴奋，冲动经迷走神经传入延髓，在延髓内通过一定的神经联系是吸气切断机 制兴奋，切断吸气，转入呼气。这样便加速了吸气向呼气转换，使呼吸频率增加。所 以切断两侧迷走神经后，吸气延长
10、、加深。3.6. 当用2V的电脉冲刺激中枢端时，相当于恢复了迷走神经的功能，使呼吸频率显著加 快，呼吸也由此变浅；刺激迷走神经外周端时，因为迷走神经是单向传递的，因此对 感受器的刺激没做出明显的反应。4, 结论4.1. 增大无效腔后呼吸加深，频率加快。4.2. 提高吸入气体PCO2，降低PO2可导致呼吸加深加快。4.3. 增加H + ，呼吸亦加深，频率加快。4.4. 迷走神经是呼吸运动调节反射中的传入神经，剪断一侧迷走神经呼吸频率加快，切断 两侧迷走神经后，吸气变深，频率变慢。4.5. 电刺激迷走神经中枢端，则相当于恢复了迷走神经的功能，加快了呼吸由吸气向呼气 的转变，加快了频率，呼吸也变浅。5. 参考文献：1张志雄，主编。生理学。上海科技出版社，2010。秦俊莲，王红伟，尚立芝,家兔呼吸运动调节、胸膜腔内压观察及实验性呼吸衰竭J ,中国 实用医药2007年4月第2卷第12期3陆源 林国华杨午鸣主编。机能学实验教程。第2版。北京：科学出版社，2011
